KR20160063619A

KR20160063619A - 자동차용 헤드램프

Info

Publication number: KR20160063619A
Application number: KR1020140167082A
Authority: KR
Inventors: 김형선
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-07
Also published as: KR101704131B1

Abstract

본 발명은 자동차용 헤드램프에 관한 것으로서, 하이빔, 로우빔 전환을 위한 배광방향 전환장치에서 회전형 쉴드의 크기를 축소하여 중량 저감 및 원가 절감을 도모할 수 있고, 작동소음을 저감할 수 있는 자동차의 헤드램프를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 쉴드의 회전 구동에 의해 하이빔 모드와 로우빔 모드의 선택적인 전환이 이루어지는 자동차용 헤드램프에 있어서, 길게 연장되는 회전축이 일체로 형성되고 렌즈 홀더에 상기 회전축을 매개로 회전 가능하게 결합되어 회전상태에 따라 하이빔으로 조사되는 빛을 선택적으로 차단하거나 차단 해제하는 가동형 쉴드와; 상기 회전축을 통해 회전력을 전달하여 가동형 쉴드를 회전시키는 액추에이터와; 상기 회전축의 단부에 일체로 고정 설치되고 회전축 및 가동형 쉴드가 회전되어 모드 전환되고 나면 렌즈 홀더에 형성된 걸림턱에 걸리어 회전축 및 가동형 쉴드의 회전을 정지시키는 스토퍼;를 포함하는 자동차용 헤드램프가 개시된다.

Description

자동차용 헤드램프{Head lamp for automobile}

본 발명은 자동차용 헤드램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전형 쉴드의 구동을 통해 하나의 광원으로 하이빔과 로우빔 모드의 선택적인 전환이 이루어지는 바이-펑션(bi-function) 헤드램프에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 야간 주행시 주행방향의 사물이 잘 보일 수 있도록 하는 조명 용도, 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 신호 표시 용도의 등화장치를 구비하고 있다.

차량용 등화장치 중에 전조등이라고도 하는 헤드램프(head lamp)는 차량의 전방 양측에 장착되어 야간 주행시 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추어줌으로써 운전자의 주행방향 시야를 확보할 수 있도록 한다.

이러한 헤드램프는 전방의 일정 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 요구하며, 어느 정도는 빛이 확산되어 주위 상태를 파악할 수 있어야 한다.

이와 동시에 헤드램프는 교행하는 대향차의 운전자에게 눈부심 등으로 인한 운전방해를 주지 않아야 하는데, 이를 위해 운전자 조작에 의해 헤드램프가 로우빔(low beam) 또는 하이빔(high beam) 모드로 전환될 수 있도록 하고 있다.

상기 로우빔과 하이빔 모드의 전환 및 선택 사용을 위해 종래의 헤드램프에는 야간의 평상시에 점등하여 사용하는 하향등과, 도로의 야간 조명이나 차량이 없는 한적한 도로에서만 주로 점등하여 사용하는 상향등이 제각기 구비되어 있었다(4등식 헤드램프).

그러나, 이 경우 각각의 반사체 및 렌즈를 통해 빛을 조사하여야 하고, 상향등과 하향등을 위한 구성품이 제각기 설치되어야 하므로 부품과 설치공간이 많이 요구되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 회전형 쉴드(shield)를 포함하는 배광방향 전환장치를 구비하여 하나의 광원(예, HID 전구)으로 상향등의 빛(하이빔)과 하향등의 빛(로우빔)을 조사할 수 있는 바이-펑션(bi-function) 헤드램프를 적용하기도 한다.

바이-펑션 헤드램프는 리플렉터의 반사면에서 반사되는 빛을 배광방향 전환장치를 이용하여 조절해주면서 상향등 또는 하향등의 빛을 조사하게 되는데, 이때 배광방향 전환장치는 액추에이터로 쉴드를 회전시켜 빛이 하향으로만 조사되도록 하거나(로우빔 모드), 상향과 하향으로 동시에 조사되도록 한다(하이빔 모드).

이와 같이 하이빔과 로우빔의 모드 구현을 위해 별도의 전구를 구비하지 않고 하나의 전구를 광원으로 이용하면서 쉴드 및 액추에이터를 포함하는 배광방향 전환장치를 구비함으로써 구성의 단순화, 설치공간의 축소, 중량 저감 및 원가 절감 등의 여러 이점을 가지게 된다.

도 1은 종래의 헤드램프 광학계를 나타낸 도면으로서, 종래의 바이-펑션 헤드램프(10)는, 빛을 발산하는 HID 전구와 같은 광원(11)과, 광원(11)으로부터 발산되는 빛을 반사시키는 리플렉터(12)와, 리플렉터(12)로부터 조사되는 빛을 직진시키는 비구면 렌즈(14)와, 비구면 렌즈(14)로 조사되는 빛의 일부(하이빔으로 조사되는 빛)를 차단하거나 차단 해제하도록 회전되는 회전형 쉴드(13)를 포함한다.

이에 더하여 회전형 쉴드(13)를 회전시켜주기 위한 액추에이터가 구비되지만, 도 1에서 액추에이터에 대해서는 도시를 생략하였다.

도 1의 바이-펑션 헤드램프(10)에서는 쉴드(13)를 이용하여 하나의 광원(11)으로 하이빔과 로우빔을 구현하는데, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 쉴드(13)가 하방으로 회전되어 리플렉터(12)로부터 반사되는 빛을 차단하지 않음으로써 하이빔을 구현하게 된다.

반면, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리플렉터(12)로부터 상향으로 반사되는 빛을 상방으로 회전된 상태의 쉴드(13)가 차단해줌으로써 로우빔을 구현하게 된다.

상술한 바와 같이 하나의 광원을 이용하면서 쉴드 구동 제어를 통해 하이빔과 로우빔 모드의 선택적인 전환이 이루어지는 바이-펑션 헤드램프와 관련한 선행특허문헌으로는 등록특허 제10-1460629호(2014.11.5), 공개특허 제10-2014-0133315호(2014.11.19)를 들 수 있다.

도 2 내지 도 4는 종래기술에 따른 바이-펑션 헤드램프의 예를 나타낸 도면으로, 회전형 쉴드와 액추에이터를 포함하는 종래의 배광방향 전환장치가 좀더 상세히 도시되어 있다.

헤드램프는 빛을 발산하는 HID 전구와 같은 광원(미도시), 상기 광원으로부터 발산되는 빛을 반사시키는 리플렉터(12), 상기 리플렉터(12)에서 반사되어 조사되는 빛을 직진시키는 비구면 렌즈(14), 상기 비구면 렌즈(14)로 조사되는 빛의 일부를 차단하거나 차단 해제하도록 회전되는 회전형 쉴드(13), 하이빔과 로우빔 모드의 전환을 위해 쉴드(13)를 회전 구동시키는 액추에이터(16)를 포함한다.

여기서, 상기 비구면 렌즈(14)는 렌즈 홀더(15)의 전면을 커버하도록 고정되고, 렌즈 홀더(15)의 후방에는 광원이 설치된 리플렉터(12)가 조립된다.

또한, 쉴드(13)가 좌우 양방향으로 길게 연장 배치되는 회전축(17)과 일체로 구비되는데, 회전축(17)은 렌즈 홀더(15)에 회전 가능하도록 조립되어 설치된다.

이때, 회전축(17)이 광원이 설치된 리플렉터(12)의 전방 및 비구면 렌즈(14)의 후방에 위치하도록 설치되고, 이에 회전축(17)의 중앙부에 일체로 형성되어 있는 쉴드(13) 또한 리플렉터(12)의 전방 및 비구면 렌즈(14)의 후방에 위치하게 된다.

또한, 쉴드(13)의 하부에는 스토퍼(18)가 크게 돌출 형성되고, 쉴드(13)가 하이빔 모드로의 전환을 위해 하방으로 회전된 상태에서 다시 로우빔 모드로의 복귀를 위해 상방으로 복원 회전될 때 스토퍼(18)가 렌즈 홀더(15)의 하부에 형성된 걸림턱(15a)에 걸리면서 회전이 정지된다.

상기 회전축(17)의 일단부는 액추에이터(16)에 연결되는데, 액추에이터의 구동시 전달되는 힘에 의해 회전축(17)이 회전됨으로써 쉴드(13)가 하이빔과 로우빔의 모드 전환이 이루어지도록 상, 하방으로 회전된다.

상기 액추에이터(16)는 전원 인가시 축(16a)이 후진하도록 구동되는 솔레노이드 구동 방식의 액추에이터로서, 액추에이터 축(16a)이 회전축(17)의 일단부에 일체로 조립된 캠(19)의 일측에 결합된다.

상기 캠(19)은 액추에이터 축(16a)의 전후진력을 회전축(17)의 회전력으로 변환시키기 위한 것으로, 회전축(17)의 일단부에 일체로 회전되도록 결합되며, 이에 쉴드(13), 회전축(17), 캠(19)이 모두 일체로 회전되는 구조가 되고, 액추에이터(16)의 구동력이 캠(19)을 통해 회전축(17)으로 전달됨으로써 쉴드(13)가 회전될 수 있게 되어 있다.

또한, 회전축(17)과 렌즈 홀더(15) 사이에는 액추에이터(16)에 의해 하방으로 회전된 쉴드(13)를 상방으로 복원 회전시키기 위한 탄성력을 제공하는 리턴스프링(20)이 장착된다.

상기 리턴스프링(20)은 회전축(17)상에 장착되는 코일스프링이 될 수 있고, 이때 코일스프링의 일단부는 캠(19)에, 타단부는 렌즈 홀더(15)에 고정된다.

이로써, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액추에이터(16)가 전원을 인가받아 솔레노이드 구동에 의해 액추에이터 축(16a)이 후진될 경우, 캠(19)이 액추에이터 축(16a)에 의해 당겨져 회전되면서 회전축(17)이 회전되고, 이때 쉴드(13)가 하방으로 회전되어 결국 리플렉터(12)에서 반사된 빛을 차단하지 않는 하이빔 모드 상태가 된다.

반대로, 액추에이터(16)로의 전원이 차단되면, 리턴스프링(20)의 탄성력에 의해 회전축(17)과 캠(19)이 반대로 회전되면서 쉴드(13)가 상방으로 회전되고, 쉴드(13)가 상방으로 회전되는 동안 액추에이터 축(16a)이 후진된다.

상기와 같이 쉴드(13)가 상방으로 회전될 때 쉴드 하부의 스토퍼(18)가 렌즈 홀더(15) 하부의 걸림턱(15a)에 걸리면서 정지하게 되고, 결국 쉴드(13)가 상방 회전 후 정지한 상태로 하이빔 방향의 빛을 차단하게 되는 로우빔 모드 상태가 된다.

이와 같이 쉴드(13)는 액추에이터(16)의 구동력에 의해 하이빔 모드 위치로 회전되고, 리턴스프링(20)의 탄성력에 의해 복원 회전되어 로우빔 모드 위치로 복귀되며, 스토퍼(18)와 걸림턱(15a)에 의해 로우빔 모드 위치에서 쉴드(13)의 회전이 정지된다.

한편, 종래에는 회전축(17)의 중앙부에 일체로 형성된 쉴드(13)에 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15a)에 걸릴 수 있도록 큰 반경으로 회전되어야 하는 스토퍼(18)가 크게 돌출 형성되는바, 스토퍼(18)뿐만 아니라 쉴드(13)의 전체적인 크기와 무게가 커질 수밖에 없다.

따라서, 종래의 경우 회전되는 쉴드(13)의 크기 과대, 중량 과다 및 제조원가 과다 상승의 문제점이 있고, 특히 쉴드(13) 및 스토퍼(18)의 무게와 크기가 크고 스토퍼(18)의 회전반경 또한 크므로 스토퍼(18)가 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15a)에 접촉할 때 발생하는 충격소음이 크다는 단점을 가진다.

충격소음을 저감하기 위해 렌즈 홀더의 걸림턱에 실리콘 등으로 제작된 패드(21)가 부착되기도 하나, 이는 패드를 별도로 제작하고 부착하는 공정 및 비용을 필요로 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 하이빔, 로우빔 전환을 위한 배광방향 전환장치에서 회전형 쉴드의 크기를 축소하여 중량 저감 및 원가 절감을 도모할 수 있고, 작동소음을 저감할 수 있는 자동차의 헤드램프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 쉴드의 회전 구동에 의해 하이빔 모드와 로우빔 모드의 선택적인 전환이 이루어지는 자동차용 헤드램프에 있어서, 길게 연장되는 회전축이 일체로 형성되고 렌즈 홀더에 상기 회전축을 매개로 회전 가능하게 결합되어 회전상태에 따라 하이빔으로 조사되는 빛을 선택적으로 차단하거나 차단 해제하는 가동형 쉴드와; 상기 회전축을 통해 회전력을 전달하여 가동형 쉴드를 회전시키는 액추에이터와; 상기 회전축의 단부에 일체로 고정 설치되고 회전축 및 가동형 쉴드가 회전되어 모드 전환되고 나면 렌즈 홀더에 형성된 걸림턱에 걸리어 회전축 및 가동형 쉴드의 회전을 정지시키는 스토퍼;를 포함하는 자동차용 헤드램프를 제공한다.

그리고, 상기 렌즈 홀더에 고정 설치되고 상기 하이빔으로 조사되는 빛이 통과하는 개방홈이 형성된 고정형 쉴드를 더 포함하고, 상기 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛의 차단 및 차단 해제를 위해 회전상태에 따라 상기 고정형 쉴드의 개방홈을 선택적으로 개폐하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정형 쉴드는 상부의 중앙부분에 개방홈이 형성된 '

'의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스토퍼는 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛을 차단하는 로우빔 모드 위치로 회전된 상태일 때 상기 렌즈 홀더의 걸림턱에 걸리도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스토퍼는 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛을 차단하는 로우빔 모드 위치로 회전된 상태일 때 상기 렌즈 홀더의 걸림턱에 걸리도록 된 스토퍼 돌기를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스토퍼 돌기가 스토퍼의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액추에이터는 구동시 직선 이동되는 축을 가진 액추에이터이고, 상기 회전축에는 상기 액추에이터의 축이 일측에 결합되어 액추에이터 축의 직선이동력을 회전력으로 변환하여 회전축에 전달하는 캠이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액추에이터는 전원 인가시 솔레노이드에 의해 직선 이동되는 축을 가진 솔레노이드 구동 방식의 액추에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캠은 후진 이동되는 액추에이터의 축에 의해 당겨져 회전축 및 가동형 쉴드를 하이빔 모드 위치로 회전시키도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액추에이터는 전원 인가시 솔레노이드에 의해 축이 후진 이동되는 액추에이터이고, 상기 회전축과 렌즈 홀더 사이에는 액추에이터로의 전원 차단시 회전축 및 가동형 쉴드를 로우빔 모드 위치로 복원 회전시키기 위한 탄성력을 제공하는 리턴스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리턴스프링은 회전축상에 장착되는 코일스프링이고, 상기 코일스프링의 일단부는 캠에, 타단부는 렌즈 홀더에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캠이 회전축의 일단부에 설치되고, 스토퍼가 회전축의 타단부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이로써, 본 발명에 따른 헤드램프에는 쉴드의 전체 영역 중 배광과 무관한 부분은 고정형 쉴드로 구성하면서 하이빔 배광 구현에 필요한 일부 영역만을 가동형 쉴드가 회전하여 선택적으로 차단(로우빔 모드) 및 차단 해제(하이빔 모드)하는 부분 쉴드 구동 방식이 적용된다.

이와 같이 쉴드의 전체 영역 중 하이빔 배광 구현에 필요한 쉴드 부분만이 가동(쉴드의 일부분만이 구동)되어 하이빔과 로우빔의 모드 전환이 이루어지도록 함으로써 가동되는 쉴드 부분(가동형 쉴드)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.

결국, 가동되는 쉴드 부분의 크기를 최적화하여 필요없는 쉴드 부위를 줄일 경우 원가 및 중량 저감이 가능해진다.

특히, 종래와 같이 크기가 크고 회전반경이 큰 스토퍼를 적용하는 대신, 회전축에 설치되는 작은 크기의 스토퍼로 변경하여 적용함으로써 전체적으로 쉴드 및 스토퍼 등의 구동 부분이 차지하는 크기와 무게를 줄일 수 있다.

결국, 가동형 쉴드 및 스토퍼 등 가동 부분의 무게 저감 및 스토퍼 회전반경 축소를 통해 스토퍼가 렌즈 홀더의 걸림턱에 접촉할 때 발생하는 충격소음을 줄일 수 있게 된다.

또한, 스토퍼의 크기를 줄이면서 렌즈 홀더의 걸림턱과 접촉하는 면적 및 스토퍼의 회전반경이 모두 축소됨으로써 작동소음(접촉시 충격소음 등)이 저감될 수 있다.

도 1은 종래의 헤드램프 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 바이-펑션 헤드램프를 도시한 사시도이다.
도 3은 종래의 바이-펑션 헤드램프에서 쉴드의 구동상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 바이-펑션 헤드램프에서 쉴드를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프의 조립사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 배광방향 전환장치의 장착상태를 나타내는 후면사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 가동형 쉴드를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 스토퍼의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 가동형 쉴드의 작동상태를 나타내는 전면사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 가동형 쉴드의 회전시 스토퍼 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프의 조립사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프의 분해사시도이다.

또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 배광방향 전환장치의 장착상태를 나타내는 후면사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 회전형 쉴드를 도시한 정면도이다.

도시된 바와 같이, 헤드램프는 빛을 발산하는 HID 전구와 같은 광원(미도시), 상기 광원으로부터 발산되는 빛을 반사시키는 리플렉터(12), 상기 리플렉터(12)에서 반사되어 조사되는 빛을 직진시키는 비구면 렌즈(14), 상기 비구면 렌즈(14)로 조사되는 빛의 일부(하이빔으로 조사되는 빛)를 차단하거나 차단 해제하도록 회전되는 쉴드(13), 하이빔과 로우빔 모드의 전환을 위해 쉴드(13)를 회전 구동시키기 위한 액추에이터(16)를 포함한다.

또한, 상기 쉴드(13)는 좌우 양방향으로 길게 연장 배치되도록 일체로 형성된 회전축(17)을 포함하며, 상기 회전축(17)은 양단부가 렌즈 홀더(15)에 회전 가능하도록 조립되어 설치된다.

상기 쉴드(13)는 본 발명의 헤드램프(10)에서 액추에이터(16)에 의해 회전되어 하이빔 방향의 빛을 차단하거나(로우빔 모드) 차단 해제하게 되는데(하이빔 모드), 이는 회전 구동되어 모드 전환이 이루어지도록 하는 가동형 쉴드이다.

본 발명의 헤드램프(10)에서 배광방향 전환장치의 쉴드는 상기한 가동형 쉴드(13)와 함께, 렌즈 홀더(15)에 고정상태로 조립되는 고정형 쉴드(22)를 포함하여 구성되며, 고정형 쉴드(22)는 광원과 리플렉터(12)의 전방에 위치하도록 렌즈 홀더(15)의 후부 하측에 볼트나 스크류(24) 등을 통해 조립되어 고정되다.

상기 리플렉터(12)의 전방에서 가동형 쉴드(13)와 고정형 쉴드(22)가 함께 형성하는 전체 쉴드 영역 중 하이빔의 빛이 조사되는 경로를 포함하여 하이빔의 조사에 영향을 미치는 영역을 제외한 나머지 영역에 고정형 쉴드(22)가 설치된다.

즉, 상기 고정형 쉴드(22)는 하이빔의 조사와 무관한 부분에 설치되는 것으로, 하이빔의 빛이 조사되는 경로를 포함하여 하이빔의 조사에 영향을 미치는 영역(하이빔의 배광이 이루어지는 영역)만이 회전되는 가동형 쉴드(13)에 의해 선택적으로 차단되거나 차단 해제된다.

이를 위해 고정형 쉴드(22)는 하이빔의 배광이 이루어지는 상부의 중앙부분, 즉 하이빔의 빛이 조사되는 경로를 포함하는 부분이면서 하이빔의 조사에 영향을 미치는 부분이 제거된 형상을 가진다.

이에 고정형 쉴드(22)는 그 전체적인 형상이 상부의 중앙부분에 개방홈(22a)이 형성된 '

'의 형상을 가지며, 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)은 회전되는 가동형 쉴드(13)에 의해 하이빔의 빛이 통과할 수 있도록 개방되거나 하이빔의 빛이 차단되도록 닫히게 된다.

바람직한 실시예에서, 액추에이터(16)에 의해 회전되는 가동형 쉴드(13)는 고정형 쉴드(22)의 전방에서 렌즈 홀더(15)에 회전 가능하도록 설치되고, 액추에이터(16)의 구동시 캠(19)을 통해 회전축(17)으로 전달되는 회전력에 의해 회전되어 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 개폐하게 된다.

요컨대, 상부의 중앙부분에 개방홈(22a)이 형성된 고정형 쉴드(22)가 광원 및 리플렉터(12)의 전방에 배치되도록 렌즈 홀더(15)의 후부 하측에 고정 설치되고, 회전축(17)이 일체로 형성된 가동형 쉴드(13)가 고정형 쉴드(22)의 전방에서 렌즈 홀더(15)에 회전 가능하도록 설치되어, 액추에이터(16)에 의해 회전축(17)이 회전될 때 가동형 쉴드(13)가 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 개폐하는 형태로 하이빔의 경로를 차단하거나 차단 해제하게 된다.

한편, 가동형 쉴드(13)에서 좌우로 길게 연장 형성된 회전축(17)은 베어링(25)을 개재한 상태로 렌즈 홀더(15)에 회전 가능하게 결합되고, 회전축(17)의 일단부는 액추에이터(16)에 연결되는데, 액추에이터(16)의 구동시 전달되는 힘에 의해 회전축(17)이 회전됨으로써 하이빔과 로우빔의 모드 전환이 이루어지도록 가동형 쉴드(13)가 상, 하방으로 회전된다.

상기 가동형 쉴드(13)가 상방으로 회전되면 하이빔의 빛을 차단할 수 있도록 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 닫아주게 되고, 하방으로 회전되면 리플렉터(12)에서 반사된 하이빔의 빛이 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 통해 전방의 비구면 렌즈(14) 쪽으로 조사될 수 있도록 개방홈(22a)을 열어주게 된다.

상기 액추에이터(16)는 전원 인가시 축(16a)이 후진하도록 구동되는 솔레노이드 구동 방식의 액추에이터(16)가 될 수 있고, 액추에이터 축(16a)이 회전축(17)의 일단부에 일체로 조립된 캠(19)의 일측에 결합된다.

상기 캠(19)은 액추에이터 축(16a)의 직선이동력을 회전축(17)의 회전력으로 변환시키기 위한 것으로, 회전축(17)의 일단부에 일체 회전되도록 결합된다.

이에 가동형 쉴드(13), 회전축(17), 캠(19)이 모두 일체로 회전되는 구조가 되고, 액추에이터(16)의 구동력이 캠(19)을 통해 회전축(17)으로 전달됨으로써 가동형 쉴드(13)가 회전될 수 있게 되어 있다.

또한, 회전축(17)과 렌즈 홀더(15) 사이에는 액추에이터(16)로의 전원 차단시 액추에이터(16)에 의해 하방으로 회전된 가동형 쉴드(13)를 상방으로(즉, 로우빔 모드 위치로) 복원 회전시키기 위한 탄성력을 제공하는 리턴스프링(20)이 장착된다.

상기 리턴스프링(20)은 회전축(17)상에 장착되는 코일스프링이 될 수 있고, 일단부는 캠(19)에, 타단부는 렌즈 홀더(15)에 고정된다.

이러한 액추에이터(16)와 캠(19), 리턴스프링(20)의 구성은 종래와 비교하여 차이가 없으며, 도 6에서 도면부호 26a와 26b는 회전축(17)에 캠(19)을 고정시켜 주는 E-링(ring)이다.

그리고, 상기 회전축(17)에서 캠(19)과는 반대쪽으로 위치하도록 회전축(17)의 타단부에는 스토퍼(23)가 일체로 설치된다.

회전축(17)의 단부에 작은 크기의 스토퍼(23)가 일체 회전되도록 설치되는 것으로, 스토퍼(23)의 전체적인 형상은 원형이 될 수 있으며, 도 6에서 도면부호 27a와 27b는 회전축(17)에 스토퍼(23)를 고정시켜 주는 E-링이다.

결국, 쉴드와 그 회전축(17), 그리고 캠(19)과 스토퍼(23)는 액추에이터(16)의 구동력과 리턴스프링(20)의 탄성력에 의해 모두 일체로 회전되도록 되어 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에서 스토퍼(23)의 형상을 나타내는 사시도로서, 회전축(17)의 단부에 스토퍼(23)가 설치된 상태를 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 스토퍼(23)는 원형의 형상을 가지며, 측면에 스토퍼 돌기(23a)가 형성되는바, 스토퍼 돌기(23a)는 가동형 쉴드(13)의 로우빔 위치에서 렌즈 홀더(15)에 돌출 형성된 걸림턱(15b)에 접촉될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 가동형 쉴드(13), 회전축(17), 캠(19), 스토퍼(23)가 리턴스프링(20)에 의해 복원 회전되어 로우빔 위치에 도달하였을 때 스토퍼 돌기(23a)가 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15b)에 걸리게 되면서 그 회전이 정지될 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명의 헤드램프(10)에는 쉴드의 전체 영역 중 배광과 무관한 부분은 고정형 쉴드(22)로 구성하면서 하이빔 배광 구현에 필요한 일부 영역만을 가동형 쉴드(13)가 회전하여 선택적으로 차단(로우빔 모드) 및 차단 해제(하이빔 모드)하는 부분 쉴드 구동 방식이 적용된다.

특히, 종래와 같이 크기가 크고 회전반경이 큰 스토퍼(23)를 적용하는 대신, 회전축(17)에 설치되는 작은 크기의 스토퍼(23)로 변경하여 적용함으로써 전체적으로 쉴드(13) 및 스토퍼(23) 등의 구동 부분이 차지하는 크기와 무게를 줄일 수 있다.

종래의 경우 회전하는 쉴드 전체의 크기와 무게가 크고 스토퍼의 회전반경이 크므로 스토퍼가 걸림턱에 접촉할 때 큰 충격소음을 내지만, 본 발명에서는 가동형 쉴드(13) 및 스토퍼(23) 등 가동 부분의 무게 저감 및 스토퍼 회전반경 축소를 통해 충격소음을 줄일 수 있게 된다.

도 4(종래)와 도 8(본 발명)을 비교할 때, 스토퍼(23)의 위치를 헤드램프 정면의 중앙위치에서 헤드램프 측면위치로 변경하고, 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15b)과 접촉하는 스토퍼 부분을 회전축(17)의 중심으로부터 가까운 곳에 위치시키며(회전반경 축소), 스토퍼(23)의 크기를 줄이면서 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15b)과 접촉하는 면적 및 스토퍼(23)의 회전반경이 축소됨으로써 작동소음(접촉시 충격소음 등)이 저감될 수 있다.

이하, 모드 변환시 쉴드의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 가동형 쉴드(13)의 작동상태를 나타내는 전면사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 바이-펑션 헤드램프에서 가동형 쉴드(13)의 회전시 스토퍼(23) 상태를 나타내는 도면이다.

도 10 및 도 11에서 (a)는 하이빔 모드 상태를, (b)는 로우빔 모드 상태를 나타낸다.

액추에이터(16)의 구동 및 그에 따른 캠(19) 및 회전축(17)의 회전, 리턴스프링(20)에 의한 캠(19) 및 회전축(17)의 복원 회전은 종래와 비교하여 차이가 없다.

먼저, 운전자 조작에 따라 로우빔 모드에서 하이빔 모드로 변환될 때 미도시된 제어부에 의해 액추에이터(16)에 전원이 인가된다.

상기 액추에이터(16)가 전원을 인가받게 되면, 솔레노이드 구동에 의해 액추에이터 축(16a)이 후진되고, 캠(19)이 액추에이터 축(16a)에 의해 당겨져 회전되면서 회전축(17)이 회전된다.

이때, 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 가동형 쉴드(13)가 하방으로 회전되어 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 열어주게 되고, 결국 리플렉터(12)에서 반사된 빛을 차단하지 않는 하이빔 모드 상태가 된다.

반대로, 액추에이터(16)로의 전원이 차단되면 리턴스프링(20)의 탄성력에 의해 회전축(17)과 캠(19)이 반대로 회전되면서 가동형 쉴드(13)가 상방으로 회전되고, 가동형 쉴드(13)가 상방으로 회전되는 동안 액추에이터 축(16a)은 후진된다.

상기와 같이 가동형 쉴드(13)가 상방으로 회전될 때 회전축(17) 단부의 스토퍼(23)에 형성된 스토퍼 돌기(23a)가 렌즈 홀더(15)의 걸림턱(15b)에 걸리게 되면서 가동형 쉴드(13)의 회전은 정지된다.

결국, 가동형 쉴드(13)가 상방 회전 후 정지한 상태로 고정형 쉴드(22)의 개방홈(22a)을 닫아준 상태, 즉 하이빔 방향의 빛을 차단하게 되는 로우빔 모드 상태가 된다.

이와 같이 가동형 쉴드(13)는 액추에이터(16)의 구동력에 의해 하이빔 모드 위치로 회전되고, 리턴스프링(20)의 탄성력에 의해 복원 회전되어 로우빔 모드 위치로 복귀되며, 스토퍼 돌기(23a)와 걸림턱(15b)에 의해 로우빔 모드 위치에서 가동형 쉴드(13)의 회전이 정지된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

12 : 리플렉터 13 : 가동형 쉴드
14 : 비구면 렌즈 15 : 렌즈 홀더
15b : 걸림턱 16 : 액추에이터
16a : 액추에이터 축 17 : 회전축
19 : 캠 20 : 리턴스프링
22 : 고정형 쉴드 22a : 개방홈
23 : 스토퍼 23a : 스토퍼 돌기
24 : 개방홈 25 : 베어링
26a, 26b, 27a, 27b : E-링

Claims

쉴드의 회전 구동에 의해 하이빔 모드와 로우빔 모드의 선택적인 전환이 이루어지는 자동차용 헤드램프에 있어서,
길게 연장되는 회전축이 일체로 형성되고 렌즈 홀더에 상기 회전축을 매개로 회전 가능하게 결합되어 회전상태에 따라 하이빔으로 조사되는 빛을 선택적으로 차단하거나 차단 해제하는 가동형 쉴드와;
상기 회전축을 통해 회전력을 전달하여 가동형 쉴드를 회전시키는 액추에이터와;
상기 회전축의 단부에 일체로 고정 설치되고 회전축 및 가동형 쉴드가 회전되어 모드 전환되고 나면 렌즈 홀더에 형성된 걸림턱에 걸리어 회전축 및 가동형 쉴드의 회전을 정지시키는 스토퍼;
를 포함하는 자동차용 헤드램프.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 홀더에 고정 설치되고 상기 하이빔으로 조사되는 빛이 통과하는 개방홈이 형성된 고정형 쉴드를 더 포함하고,
상기 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛의 차단 및 차단 해제를 위해 회전상태에 따라 상기 고정형 쉴드의 개방홈을 선택적으로 개폐하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 2에 있어서,
상기 고정형 쉴드는 상부의 중앙부분에 개방홈이 형성된 '
'의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 1에 있어서,
상기 스토퍼는 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛을 차단하는 로우빔 모드 위치로 회전된 상태일 때 상기 렌즈 홀더의 걸림턱에 걸리도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 스토퍼는 가동형 쉴드가 상기 하이빔으로 조사되는 빛을 차단하는 로우빔 모드 위치로 회전된 상태일 때 상기 렌즈 홀더의 걸림턱에 걸리도록 된 스토퍼 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 5에 있어서,
상기 스토퍼 돌기가 스토퍼의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 1에 있어서,
상기 액추에이터는 구동시 직선 이동되는 축을 가진 액추에이터이고,
상기 회전축에는 상기 액추에이터의 축이 일측에 결합되어 액추에이터 축의 직선이동력을 회전력으로 변환하여 회전축에 전달하는 캠이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 7에 있어서,
상기 액추에이터는 전원 인가시 솔레노이드에 의해 직선 이동되는 축을 가진 솔레노이드 구동 방식의 액추에이터인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 캠은 후진 이동되는 액추에이터의 축에 의해 당겨져 회전축 및 가동형 쉴드를 하이빔 모드 위치로 회전시키도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 9에 있어서,
상기 액추에이터는 전원 인가시 솔레노이드에 의해 축이 후진 이동되는 액추에이터이고, 상기 회전축과 렌즈 홀더 사이에는 액추에이터로의 전원 차단시 회전축 및 가동형 쉴드를 로우빔 모드 위치로 복원 회전시키기 위한 탄성력을 제공하는 리턴스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 10에 있어서,
상기 리턴스프링은 회전축상에 장착되는 코일스프링이고, 상기 코일스프링의 일단부는 캠에, 타단부는 렌즈 홀더에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
청구항 7에 있어서,
상기 캠이 회전축의 일단부에 설치되고, 스토퍼가 회전축의 타단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.